Il recupero di rifiuti speciali nel settore delle costruzioni: aspetti normativi, tecnici e operativi

Transcript

1 Il recupero di rifiuti speciali nel settore delle costruzioni: aspetti normativi, tecnici e operativi ESPERIENZE DI RECUPERO Prof. Sabrina Sorlini Università degli Studi di Brescia Seminari Tecnici del Sabato Brescia, 14 Maggio 2016

2 ESPERIENZE DI RICERCA

3 Caratterizzazione fisico-meccanica di rifiuti inertizzati ai fini dello smaltimento/riutilizzo (1995) Ceneri volanti da inceneritori RSU e da acciaieria Inertizzazione con trattamenti inorganici (calce/cemento) per lo smaltimento in discarica o per il recupero come aggregato nel calcestruzzo TESI DI LAUREA VALUTAZIONE SPERIMENTALE DELLE POSSIBILITÀ DI RIUTILIZZO NEL CALCESTRUZZO DI RIFIUTI INERTIZZATI COME ALTERNATIVA ALLO SMALTIMENTO IN DISCARICA Laureando: Sabrina Sorlini Anno 1997 Facoltà di Ingegneria - Università degli Studi di Brescia Relatore: Prof. Carlo Collivignarelli; Correlatori: Ing. G. Plizzari; Ing. G. Andreottola; Ing. G. Bertanza

4 Caratterizzazione di rifiuti inertizzati e non e valutazione sperimentale del loro possibile riutilizzo in conglomerati cementizi (1999) Scorie di acciaieria, fanghi di depurazione ARI, scorie da incenerimento RSU, sabbie fonderie, fly ash acciaieria per il recupero come aggregato nel calcestruzzo tecnica e ambientale del calcestruzzo Compressive Strength (MPa) Natural 2- Lead slag 5- Steel fly ashes 6- Foundry sand Minimum 15 MPa 7- MSWI slag 8- Wastewater sludge

5 Studio sperimentale sulla caratterizzazione delle scorie Waelz e valutazione delle possibilità di recupero (2002) Scoria derivante dal processo Waelz (processo pirometallurgico di recupero dello Zn da fly ash di acciaieria) tecnica delle scorie come aggregato per cls meccanica ambientale del cls Compressive strength [MPa] e Natural Curing time [day]

6 Verifica sperimentale delle possibilità di recupero dei residui di incenerimento derivati dall'impianto di Parona come materiale da costruzione (2003) Scoria e sabbia esausta da forno di termovalorizzazione RSU (letto fluido) tecnica delle scorie e sabbia come aggregato per cls Rif 350 Scoria 200 Scoria 400 Scoria 600 meccanica ambientale del cls e [MPa] Getto V Getto VI Getto VII Getto VIII

7 Studio sperimentale sul recupero dei materiali da demolizione come aggregato riciclato per la produzione di calcestruzzo (2003) Rifiuti da C&D da 5 diversi impianti di demolizione selettiva e non tecnica delle scorie e sabbia come aggregato per cls meccanica e ambientale del cls con diversi tipi e dosaggi di cemento Resistenza a compressione [N/mm 2 ] Rif. 17,6 R1 19,3 R5 8,6 Rif. 21,0 R1* 29,6 Cem. classe 32.5 R Dos. 250 kg/m 3 Dos. 300 kg/m 3 Dos. 350 kg/m 3 R1 24,6 R5* 17,0 R5 15,7 Rif. 26,0 Nome getto - Miscela R1 29,8 R5 19,8 Cem. classe 42.5 Dos. 300 kg/m 3 R1 32,4 I-fase I II XI II-fase I IV VIII XIII XVII III-fase I III XII I-fase II V XIV Rif. 31,3 I - fase I - (R0+S+G) II - (R1+S+G) XI - (R5+S+G) II - fase I - (R0+S+G) IV - (R1+S+G+S) VIII - (R1+S+G) XIII - (R5+S+G+S) XVII - (R5+S+G) III - (R0+S+G) III - (R1+S+G) XII - (R5+S+G) I - fase II - (R0+S+G) V - ( R1+S+G) XIV - (R5+S+G) R5 20,8

8 Recupero di scorie di acciaieria nelle miscele bituminose (2006) Scorie da acciaieria tecnica delle scorie come aggregato per strati di fondazione e per miscele bituminose Stabilità di Volume, metodo ASTM, scoria 0/20, Dic-06 Studio della stabilità di volume delle scorie delle miscele bituminose Espansione Volumetrica, ev (%) 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0, Tempo (ore) PROVINO 1 PROVINO 2 PROVINO 3 VALORE MEDIO

9 Recupero di scorie termovalorizzazione RSU per la produzione di calcestruzzo (2006) Rifiuti studiati o Residui da incenerimento di rifiuti solidi urbani (scoria tal quale, scoria lavata, ceneri volanti) o Prodotti e residui da trattamento terreni contaminati (sabbia, ghiaia, limo) Prodotti del recupero o Calcestruzzo per getti in opera o Manufatti prefabbricati (cordoli, embrici) Calcestruzzo per getti in opera Test di caratterizzazione o Analisi chimica e test di cessione o Caratterizzazione del rifiuti come aggregato per cls o Caratterizzazione del calcestruzzo e dei manufatti secondo le normative tecniche di settore Embrici Cordoli

10 Recupero di scorie termovalorizzazione RSU per la produzione di calcestruzzo (2006) Risultati o Definizione dei dosaggi ottimale di rifiuto o Definizione dei mix-design ottimali per il cls o Definizione dei mix-design ottimali dei manufatti o Valutazione delle prestazioni tecniche dei prodotti ottenuti alla scala industriale (vedi Fig. ) Tesi di laurea 1. Applicazione dei test di cessione per valutare il rilascio di inquinanti nel recupero di materiali nel settore delle costruzioni. Laureanda: I. Castelnovi; Relatore: prof. C. Collivignarelli; Correlatori: ing. S. Sorlini, ing. A. Abbà. A.A. 2007/2008 (Laurea Triennale, N.O.). 2. Test di cessione per la caratterizzazione di rifiuti speciali al fine del recupero come aggregati nel calcestruzzo. Laureanda E. Tavernini; Relatore: prof. C. Collivignarelli; Correlatori: ing. S. Sorlini, ing. A. Abbà. A.A. 2007/2008 (Laurea Triennale, N.O.). 3. Residui derivanti dal lavaggio di scorie RSU e terreni contaminati: valutazione dell ecocompatibilità per il recupero nel settore delle costruzioni. Laureando: M. Di Prima; Relatore: prof. C. Collivignarelli; Correlatori: ing. S. Sorlini, ing. A. Abbà. A.A. 2007/2008 (LS, N.O.). Tesi di Dottorato Il recupero di rifiuti speciali nel settore delle costruzioni: possibilità di recupero e valutazione dei meccanismi di lisciviazione. Tesi di Dottorato dell'ing. Alessandro Abbà; Relatore: prof. C. Collivignarelli; Controrelatore: ing. S. Papiri; Febbraio 2009.

11 .. Recupero di fanghi di depurazione per la produzione di aggregati alleggeriti (2009) Recupero di scorie di acciaieria come aggregato nel calcestruzzo (2010) Recupero del limo da lavaggio inerti come materiale da costruzione (2011)

12 PRODUTTORI DI CALCESTRUZZO COLLABORAZIONI INTERNE AL DICATAM: dal 1995 con i gruppi di tecnica delle costruzioni e geotecnica ESTERNE AL DICATAM: Numerose collaborazioni con aziende operanti nel settore delle costruzioni e dei rifiuti COSTRUTTORI DI STRADE PRODUTTORI/GESTORI RIFIUTI Vezzola spa (BS) Pollonio spa (BS) Paterlini spa (BS) Cava al Tiro srl (BG) Vezzola spa (BS) Ambiente e tecnologie (BG) ASM (BS) Ecoservizi (BS) PBR srl (BS) Pontenossa spa (BG) Inceneritore Parona (PV)

13 PUBBLICAZIONI SCIENTIFICHE 1. Collivignarelli C., E. Giuriani, G. A. Plizzari, G. Bertanza, S. Sorlini (1997): Valutazione sperimentale delle possibilità di riutilizzo nel calcestruzzo di rifiuti inertizzati come alternativa allo smaltimento in discarica. Technical Report n. 1, Dipartimento di Ingegneria Civile, Università degli Studi di Brescia. 2. Collivignarelli C., V. Riganti, S. Sorlini, G. Bertanza, G. Marchetti (1998): Reuse of stabilized waste as construction materials. Proceedings of the 1 st International Conference on Environmental Engineering and Renewable Energy, ENREN 98. Elsevier Publisher. Ulaanbaatar, Mongolia, 7-10 September, pp Collivignarelli C., G. Bertanza, S. Sorlini (1999): Reuse of stabilized wastes in concrete production. Proceedings of the 1 st International Conference on Solid Waste (ICSW ), Rome, 7-9 April, pp Collivignarelli C., V. Riganti, S. Sorlini, G. Bertanza (1999): Reuse of stabilized wastes as recycled aggregate in concrete production. Proceedings of the 12 th IGWT Symposium Quality for the XXI st Century. Poznan, Poland, 5-11 September, Vol. I, pp Collivignarelli C., S. Sorlini (2000): Experiences of reuse of municipal solid wastes incineration fly ashes for concrete production. Proceedings of the IV European Waste Forum "Innovation in Waste management", Milan, november 30 th -december 1 st, Vol. II, pp Collivignarelli C., S. Sorlini (2001): "Recupero di ceneri da incenerimento di RSU in matrici cementizie". Atti del III Congresso ed Esposizione Internazionale Valorizzazione e riciclaggio dei rifiuti industriali, VARIREI L Aquila, giugno, pp Collivignarelli C., S. Sorlini (2001): "Optimisation of industrial wastes reuse as construction materials". Waste Management Research, 19(6), pp Collivignarelli C., S. Sorlini (2002): Esperienze di recupero nel calcestruzzo di ceneri volanti da incenerimento di RSU. RS-Rifiuti Solidi, anno XVI, N. 1, gennaiofebbraio, Collivignarelli C., Sorlini S. (2002): Valorizzazione energetica di biomasse vegetali. Atti del seminario Le ricerche applicate nel campo dei rifiuti, valorizzazione e riciclo. Ricicla, Rimini, 6-9 Novembre, pp Collivignarelli C., S. Sorlini (2002): Reuse of municipal solid wastes incineration fly ashes in concrete mixtures. Waste Management, Enselvier Publisher. Vol. 22, Issue 8, December, pp Sorlini S., Collivignarelli C., Vezzola M. (2003): Recupero di scorie nei rilevati stradali. Recycling, ISSN , anno 7, N.1, pp Sorlini S., C.Collivignarelli (2003): Reuse of industrial wastes for concrete production. Proceedings of the Fifth International Conference on the Environmental and Technical Implications of Construction with Alternative Materials, Wascon Conference 2003, San Sebastiàn, Spain, 2-6 July, pp Collivignarelli C., Sorlini S. (2004): Esperienze di recupero di rifiuti speciali come materiali da costruzione. Atti del Simposio Internazionale di Ingegneria Sanitaria Ambientale, ISBN: , Taormina (ME), giugno. 14. Sorlini S., M.C. Collivignarelli (2004): Recupero dei residui da termodistruzione RSU come aggregato riciclato per calcestruzzi. Rifiuti Solidi, ISSN: , vol. XVIII, n.3, maggio-giugno, pp Sorlini S., Collivignarelli M.C. (2004): Management and characterization of MSWI residues. ISWA World Environment Congress and Exhibition, Rome, October. 16. Sorlini S., Collivignarelli M. C. (2004): Management and characterization of MSWI residues. Proceedings of the International RILEM Conference on the use of recycled materials in buildings and structures, RILEM publications, Barcelona, 9-11 November, pp Sorlini S., Collivignarelli C., Plizzari G., Delle Foglie M. (2004): Reuse of Waelz slag as recycled aggregate for structural concrete. Proceedings of the International RILEM Conference on the use of recycled materials in buildings and structures, RILEM publications, Barcelona, 9-11 November, pp Collivignarelli C., S. Sorlini (2005): MSWI bottom ash reuse in concrete. Proceedings Sardinia 2005, 10 th International Waste Management and Landfill Symposium, Santa Margherita di Pula (CA), 3-7 October 19. Collivignarelli C., Sorlini S., Plizzari G. (2006): Recupero di materiali da demolizione come aggregati per il calcestruzzo. Rifiuti Solidi, Anno XX, Vol. 2, marzoaprile, ISSN: , pp

14 PUBBLICAZIONI SCIENTIFICHE 20. Collivignarelli C., Sorlini S., Plizzari G. (2006): Construction and demolition wastes reuse as construction material. Proceedings of VIII Simpósio Ítalo Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Fortaleza, Brasil, 17 a 22 de setembro. 21. Collivignarelli C., Sorlini S., Gialdini F., Abbà A. (2008): Termovalorizzazione: produrre calcestruzzo dai residui in alternativa allo smaltimento. Tecnologie & Soluzioni, bimestrale di Ambiente e sicurezza, Il Sole 24 ORE, febbraio/marzo, pp Collivignarelli C., S. Sorlini, F. Gialdini (2008): Recupero come aggregato nel calcestruzzo dei residui derivanti dalla termodistruzione RSU e dalla bonifica di terreni contaminati parte I: marcatura CE degli aggregati. Rifiuti Solidi, ISSN: , Anno XXII, N. 2, marzo-aprile, pp Collivignarelli C., S. Sorlini, A. Abbà (2008): Recupero come aggregato nel calcestruzzo dei residui derivanti dalla termodistruzione RSU e dalla bonifica di terreni contaminati parte II: calcestruzzo. Rifiuti Solidi, ISSN: , Anno XXII, N. 3, maggio-giugno, pp Sorlini S., Abbà A. (2008): Recupero di scorie da incenerimento RSU per la produzione di manufatti cementizi. SIDISA 2008 International Symposium on Sanitary and Environmental Engineering, Firenze, 24 th -27 th June. 25. Collivignarelli C., S. Sorlini, A. Abbà (2008): Esperienze di recupero di scorie da incenerimento RSU nei manufatti per l edilizia. Atti dei seminari Europa del recupero: le ricerche, le tecnologie, gli strumenti e i casi di studio per una cultura della responsabilità ambientale, a cura di L. Morselli, Ecomondo, Maggioli Editore (RN), ISBN , Rimini, 5-8 Novembre, pp Collivignarelli C., Sorlini S., Abbà A. (2008): Il recupero dei residui della termovalorizzazione come alternativa allo smaltimento in discarica. Stato attuale e indirizzi tecnologici e gestionali nello smaltimento dei rifiuti solidi urbani. Corso organizzato dal CISM (International Centre for Mechanical Sciences), Udine (Italy), 9-11 aprile. (MONOGRAFIA). 27. Collivignarelli C., Sorlini S., Abbà A. (2009): Soil washing residues recovery in construction sector: precasting of concrete manufactured products. Proceedings of Remtech 2009, Remediation Technologies, Ferrara, 23 rd -25 th September 2009, pp Sorlini S., A. Sanzeni (2010): Recupero di scorie di acciaieria in conglomerati bituminosi per pavimentazioni stradali. Atti del convegno Ecomondo a cura di L. Morselli, Ecomondo, Maggioli Editore (RN), Rimini, 3-6 Novembre, pp Sorlini S., A. Abbà, C. Collivignarelli (2011): Recovery of MSWI and soil washing residues as concrete aggregates. Waste Management, 31, pp Collivignarelli C., L. Rondi, S. Sorlini, A. Sanzeni (2011): Steel slag characterization as aggregate for bituminous mixtures for roads construction. Proceedings of the 6 th Simpozijum Reciklazne Tehnologije I Odrzivi Razvoj, Editors: Grodzanka Bogdanoviĉ, Milan Trumiĉ, ISBN , Soko Banja (Serbia), 18th- 21st September Collivignarelli C., S. Sorlini, L. Rondi (2011): Steel slag characterization for the recovery as recycled aggregate in concrete. Proceedings of the 2 nd Workshop on The new boundaries of structural concrete, IMREADY Editore (RSM), ISBN , Ancona, settembre 2011, pp Abbà A., S. Sorlini (2011): The management of solid residues derived from municipal solid waste incineration: an experience of bottom ash recovery for precasting of concrete products. Chapter 4 in Advances in Environmental Research, Editor Justin A. Daniels, Nova Science Publishers, Inc., NY (USA), ISBN , Vol. 22, pp Sorlini S. A. Sanzeni, L. Rondi (2012): Reuse of steel slag in bituminous paving mixtures. Journal of Hazardous Materials, , pp Abbà A., S. Sorlini, M.C. Collivignarelli, M. Bruggi (2012): On the reuse of solid residues derived from various MSWI processes for concrete production: evaluation of the mechanical and environmental characteristics. Proceeding of WASCON 2012, M. Arm, C. Vandecasteele, J. Heynen editors, ISCOWA and SGI Publisher, Gothenburg, Sweden, 30 th -1 st June 2012, pp Sorlini S., L. Rondi, A. Zanzeni (2012): Steel slag characterization for the recovery in bituminous paving mixtures. Proceeding of WASCON 2012, M. Arm, C. Vandecasteele, J. Heynen editors, ISCOWA and SGI Publisher, Gothenburg, Sweden, 30 th -1 st June 2012, pp. 11.

15 PUBBLICAZIONI SCIENTIFICHE 36. Sorlini S., M.C. Collivignarelli, A. Abbà (2012): MSWI bottom ash and soil washing residues reused for concrete production: evaluation of the leaching behaviour. Proceedings of the "International Conference on Recycling and Reuse, İstanbul, Turkey, 4 th -6 th June, pp Collivignarelli M.C., A. Abbà, S. Sorlini (2012): The reuse of municipal solid waste incineration residues from fluidized bed reactor for concrete products: assessment of mechanical and environmental aspects. Proceedings of SUM2012 Symposium of urban mining, Bergamo, 21 st -23 rd May, pp Collivignarelli M.C., A. Abbà, S. Sorlini, F. Castagnola (2012): Reuse of MSWI residues for concrete production: comparison between mass-burning and fluidized bed bottom ashes. Proceeding of SIDISA 2012 Sustainable Technology for Environmental Protection, Milan, Italy, ISBN , 26 th -29 th June 2012, pp Sorlini S., Rondi L., Collivignarelli C., Abbà A. (2012): Steel slag characterization as aggregate in concrete. Proceedings of the 3rd International Conference on Industrial and Hazardous Waste Management-Crete2012, 12 th -14 th September 2012, Chania, Crete. 40. Sorlini S., Collivignarelli M.C., Abbà A. (2012): From waste to concrete: an experience of reuse of MSWI slags as recycled aggregate in concrete kerbs and flat tiles. Proceedings of the 3rd International Conference on Industrial and Hazardous Waste Management - Crete2012, 12 th -14 th September 2012, Chania, Crete. 41. Abbà A., Collivignarelli M.C., Sorlini S., Bruggi M. (2014): On the reliability of reusing bottom ash from municipal solid waste incineration as aggregate in concrete. Composites: Part B, 58, p